DE2935952A1 - ELECTRIC GENERATOR - Google Patents
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Description
Anmelder: Cecil R. Blomquist, Tacoma / USA Rodney L. O'Hiser, Portland / USAApplicant: Cecil R. Blomquist, Tacoma / USA Rodney L. O'Hiser, Portland / USA
Elektrischer GeneratorElectric generator
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Generator und damit eine Einrichtung zum Erzeugen elektrischer Energie.The invention relates to an electrical generator and thus a device for generating electrical energy.
Elektrische Generatoren sind im allgemeinen sogenannte Feld-Wechselstromgeneratoren mit einem feststehenden Stator und einem sich drehenden Feldaufbau oder einem Rotor. Hierbei wird der Rotor im allgemeinen durch Gas, Dampf oder durch eine hydraulische Turbine angetrieben.Electric generators are generally so-called field alternating current generators with a fixed stator and a rotating field structure or a rotor. Here the rotor is generally driven by gas, steam or a hydraulic turbine.
Gemäß der Erfindung soll ein elektrischer Generator geschaffen werden, welcher durch Strahltriebwerke an oder nahe bei den Enden von Flügeln angetrieben wird, an welchen der Rotor des Generators angebracht ist. Ferner soll ein Generator der vorbeschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem die Flügel Querruder zum Steuern der Höhenlage der Flügel aufweisen, wenn sie durch die Strahltriebwerke gedreht werden. Ferner sollen Steuereinrichtungen vorgesehen sein, um dieAccording to the invention, an electric generator is to be created, which by jet engines at or near the ends of blades is driven to which the rotor of the generator is attached. Furthermore, a generator should be the the type described above, in which the wings have ailerons to control the altitude of the wings, when rotated by the jet engines. Furthermore, control devices should be provided to the
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oberen und unteren Grenzlagen der Flügel während des Betriebs festzulegen, so daß, wenn sie sich durchbiegen, sie getragen würden, oder wenn sie während der Drehbewegung hochsteigen sollten, ein derartiger Auftrieb durch die obere Stellung begrenzt würde. Ferner soll ein elektrischer Generator geschaffen werden, der durch Strahltriebwerke angetrieben wird, welche schubverstärkende Einrichtungen aufweisen, in welchen eine Flüssigkeitsmenge mit Hilfe von ungenutzter Triebwerkwärme verdampft wird, wodurch wiederum Gase erzeugt werden, die einen zusätzlichen Schub schaffen. Schließlich soll ein elektrischer Generator der vorbeschriebenen Art geschaffen werden, bei welchem der Rotor eines zweiten elektrischen Generators durch einen Luftstrom angetrieben wird, der von den Strahltriebwerken und durch die Drehbewegung der Flügel erzeugt wird, an welchen die Triebwerke angebracht sind.set upper and lower limit positions of the wings during operation so that when they flex, they would be carried, or if they should rise during the turning movement, such a lift through the upper one Position would be limited. Furthermore, an electric generator is to be created that is driven by jet engines which have thrust reinforcing devices, in which a quantity of liquid is evaporated with the help of unused engine heat, which in turn produces gases that create an extra boost. Finally, an electrical generator should be as described above Kind be created in which the rotor of a second electrical generator is driven by a stream of air generated by the jet engines and by the rotation of the blades on which the engines are attached are appropriate.
Gemäß der Erfindung ist dies durch einen Generator erreicht, welcher einen feststehenden, ringförmigen Stator benutzt, welcher konzentrisch zu einem ringförmigen, sich drehenden Rotor angebracht ist. Der Rotor ist an sich horizontal drehenden Flügeln angebracht, welche von einer zentralen ,drehbaren Nabe vorstehen und die durch Strahltriebwerke angetrieben werden, die an oder nahe den äußeren Enden der rotierenden Flügel angebracht sind. Die Lage jedes Flügels wird mittels eines Querruders gesteuert und wird zwischen vorbestimmten oberen und unteren Grenzlagen gehalten, die durch Rollen festgelegt sind, welche an oberen und unteren Flächen einer ringförmigen Bahn anliegen, die den Querschnitt eines Doppel-T-Trägers hat. In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Schub der Triebwerke durch Schubverstärker verbessert, welche einen Teil der ungenutzten Wärme der Triebwerke aufnehmen, um eine Flüssigkeit zu verdampfen und um das sich ergebende Gas genau in Richtung des Triebwerkschubes auszustoßen. According to the invention this is achieved by a generator which uses a fixed, annular stator, which is mounted concentrically to an annular rotating rotor. The rotor is on to rotating horizontally Wings attached, which protrude from a central, rotatable hub and which are propelled by jet engines attached at or near the outer ends of the rotating blades. The position of each wing is determined by means of an aileron and is held between predetermined upper and lower limit positions, which are controlled by rolling are set, which abut upper and lower surfaces of an annular track that has the cross-section of a double-T-beam Has. In some embodiments of the invention, the thrust of the engines is improved by thrust boosters, which absorb some of the unused heat of the engines to evaporate a liquid and around it resulting gas exactly in the direction of the engine thrust.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein zwei-In another embodiment of the invention, a two-
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ter elektrischer Generator vorgesehen, wobei ein ringförmiger Stator an einer kreisförmigen Fundamentwand befestigt ist, welche vertikal nach oben verläuft und die äußeren Enden der rotierenden Flügel umgibt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich eine Anzahl am Umfang in Abständen voneinander angeordneter Windflügel von einem Ringteil aus nach oben, das in einer Nut in der oberen Fläche der Fundamentwandung gleitend gehaltert ist. Der Rotor des zweiten Generators ist ringförmig und an den Windflügeln und dem Ringteil so angebracht, daß er in einem bestimmten Abstand gegenüber einer Fläche des Stators angeordnet ist. Wenn die Strahltriebwerke die Flügel um die drehbare Nabe antreiben, werden durch den sich ergebenden Luftstrom die Windflügel und der an diesen angebrachte Rotor in einer Richtung gedreht, die der Drehrichtung der Flügel entgegengesetzt ist, um dadurch einen Wechselstrom in dem stationären Stator des zweiten Generators zu erzeugen.Ter electrical generator provided, with an annular stator attached to a circular foundation wall which runs vertically upwards and surrounds the outer ends of the rotating blades. In this embodiment of the invention, a number extend circumferentially in Spaced wind blades from a ring part upwards, which is in a groove in the upper surface the foundation wall is slidably supported. The rotor of the second generator is ring-shaped and on the wind blades and attached to the ring member so as to be spaced a certain distance from a surface of the stator. When the jet engines propel the blades around the rotatable hub, the resulting airflow causes the Wind blades and the rotor attached to them rotated in a direction which is opposite to the direction of rotation of the blades to thereby generate an alternating current in the stationary stator of the second generator.
Gemäß der Erfindung ist somit eine Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie geschaffen, bei welcher eine ringförmige Anordnung von Rotorwicklungen an einer Anzahl drehbarer Flügel befestigt ist, die sich von einer zentralen, drehbaren Nabe nach außen erstrecken. Eine ringförmige, stationäre Anordnung von Statorwicklungen ist koaxial um den Rotor herum angeordnet. Durch die Strahltriebwerke, die an oder nahe bei den äußeren Enden der Flügel angebracht sind, werden die Flügel und der Rotor um die Nabe gedreht und induzieren in den Statorwicklungen elektrische Energie in Form von Wechselstrom. Einige Ausführungen der elektrische Energie erzeugenden Einrichtung weisen einen zweiten elektrischen Generator auf, bei welchem der Stator an einerstationären Wand befestigt ist, welche die Bahn der rotierenden Flügel koaxial umgibt. Eine zweite ringförmige Rotoranordnung mit WindflÜ-geln, die dem durch die Strahltriebwerke und die Drehung der Flügel hervorgerufenen Luftstrom ausgesetzt sind, ist gleitend an dem oberen Ende der stationären Wand gehaltert. Wenn die Strahltriebwerke die Flügel antreiben, trifft der sich da-According to the invention there is thus a device for generating created by electrical energy, in which an annular arrangement of rotor windings on a number of rotatable Wing is attached which extend outwardly from a central, rotatable hub. An annular, stationary one Arrangement of stator windings is arranged coaxially around the rotor. Through the jet engines that are on or attached near the outer ends of the vanes, the vanes and rotor are rotated and induced around the hub electrical energy in the form of alternating current in the stator windings. Some designs of electrical energy generating device have a second electrical generator, in which the stator on a stationary wall is attached, which surrounds the path of the rotating blades coaxially. A second annular rotor arrangement with wind blades, exposed to the airflow created by the jet engines and the rotation of the blades is sliding supported on the upper end of the stationary wall. When the jet engines propel the wings, the
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hei. ergebende Luftstrom auf die Windflügel, wodurch der zweite Rotor gedreht wird und elektrischen Strom in den Statorwicklungen des zweiten elektrischen Generators induziert.hey resulting airflow on the wind blades, creating the second The rotor is rotated and electric current is induced in the stator windings of the second electric generator.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below on the basis of preferred embodiments described. Show it:
Fig.1 eine schematische Draufsicht auf einen Ge1 shows a schematic plan view of a Ge
nerator gemäß der Erfindung;generator according to the invention;
Fig.2 eine Schnittansicht durch den Generator der2 shows a sectional view through the generator of
Fig.1 entlang der Linie 2-2;Figure 1 along the line 2-2;
Fig.3 eine vergrößerte Ansicht einer Rad- und3 is an enlarged view of a wheel and
Bahnanordnung zum Tragen der Flügel eines Generators gemäß der Erfindung und zum Festlegen der oberen und unteren Grenzlagen der sich drehenden Flügel;Track arrangement for supporting the blades of a generator according to the invention and for fixing the upper and lower limit positions of the rotating blades;
Fig.4 eine vergrößerte schematische Schnittan4 shows an enlarged schematic section
sicht der Austrittsseite eines Strahltriebwerks zum Antreiben der Flügel des elektrischen Generators der Fig.1, wobei die Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig.1 vorgenommen ist;view of the exit side of a jet engine for driving the blades of the electric Generator of Fig.1, the sectional view along the line 4-4 of Fig.1 is made;
Fig.5 eine schematische Draufsicht auf eine weiFig.5 is a schematic plan view of a white
tere Ausführungsform der Erfindung;tere embodiment of the invention;
Fig.6 eine Schnittansicht durch die Ausführungs6 is a sectional view through the embodiment
form der Fig.5 entlang der Linie 6-6 der Fig.5;shape of Fig.5 along the line 6-6 of the Fig. 5;
Fig.7 eine schematische Draufsicht auf noch eine7 shows a schematic plan view of another
weitere Ausführungsform der Erfindung, welche einen zweiten elektrischen Generator aufweist;further embodiment of the invention, which a second electrical generator;
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Fig. 8Fig. 8
eine Schnittansicht durch die Ausführungsform der Fig.7 entlang der Linie 8-8 der Fig.7; unda sectional view through the embodiment of Figure 7 along the line 8-8 of Fig.7; and
eine vergrößerte Schnittansicht der Rotor- und Statoranordnung der Ausführungsform der Fig.8.FIG. 8 is an enlarged sectional view of the rotor and stator assembly of the embodiment of FIG Fig. 8.
In Fig.1 und 2 weist der elektrische Generator 10 gemäß der Erfindung einen feststehenden Stator 12 auf, in dem konzentrisch ein Rotor 14 angeordnet ist. Der Rotor 14 ist an einem Paar drehbarer Flügel 16 angebracht, so daß eine Fläche des Rotors 14 in einem vorgegebenen Abstand bezüglich einerFläche des Stators 12 angeordnet ist. Bei einer Drehbewegung der Flügel 16 dreht sich der Rotor 14 in dem Stator 12 und induziert elektrische Energie in Form von Wechselstrom in dem Stator 12.In FIGS. 1 and 2, the electrical generator 10 according to FIG Invention a stationary stator 12, in which a rotor 14 is concentrically arranged. The rotor 14 is on one A pair of rotatable vanes 16 attached so that a surface of the rotor 14 is a predetermined distance from a surface of the stator 12 is arranged. When the vanes 16 rotate, the rotor 14 rotates in the stator 12 and induces electrical energy in the form of alternating current in the stator 12.
Der Rotor 14 ist genauso ausgebildet wie ein herkömmlicher Generatorrotor, und ist vorzugsweise als eine Art ausladender bzw. vorspringender Rotor ausgebildet, der eine Anzahl einzeln angebrachter Feldpole 22 aufweist, die jeweils an einem ringförmigen Kern 26 angebracht sind. Auch der Stator 12 ist genauso wie ein herkömmlicher Generatorstator ausgebildet und ist an einer tragenden Fläche 18 ,beispielsweise einer Betonplatte oder einer anderen Art Fundament angebracht. Ferner weist der Stator 12 eine Anzahl Wicklungen oder Spulen 20 auf, die bei den Feldpolen 22 des Rotors 14 angeordnet sind.The rotor 14 is designed in exactly the same way as a conventional generator rotor, and is preferably of a kind that is more expansive or protruding rotor formed, which has a number of individually attached field poles 22, each on a annular core 26 are attached. The stator 12 is also designed in the same way as a conventional generator stator and is attached to a load-bearing surface 18, for example a concrete slab or other type of foundation. Further If the stator 12 has a number of windings or coils 20 which are arranged at the field poles 22 of the rotor 14 are.
Die Flügel 16 sind an ihren inneren Enden an einer drehbaren Nabe 28 angebracht, welche um eine Tragwelle 30 drehbar gehaltert ist, welche in der Mitte des elektrischen Generators 10 angeordnet ist und von der tragenden Fläche 18 vertikal nach oben vorsteht. Der Rotor 14 ist an der Unterseite der Flügel 16 befestigt und ferner an der Nabe 28 durch zwei zusätzliche Flügel 32 angebracht, die an einer Stelle, die be-The blades 16 are attached at their inner ends to a rotatable hub 28 which is rotatably supported about a support shaft 30 which is located in the center of the electric generator 10 and vertical from the supporting surface 18 protrudes upwards. The rotor 14 is attached to the underside of the blades 16 and further to the hub 28 by two additional ones Wing 32 attached, which is at a point that
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züglich des Umfangs zwischen den Flügeln 16 liegt, von der Nabe 28 radial nach außen vorstehen. Die Flügel 16 werden durch Strahltriebwerke 24 oder durch andere Antriebseinrichtungen angetrieben, welche an den äußeren Enden der Flügel 16 so ausgerichtet angebracht sind, daß ein Schub in einer Richtung erzeugt wird, der im wesentlichen senkrecht zu der radialen Achse der Flügel 16 verläuft.plus the circumference between the wings 16 is from which Hub 28 protrude radially outward. The wings are 16 propelled by jet engines 24 or by other propulsion devices which are attached to the outer ends of the blades 16 are mounted so aligned that a thrust is generated in a direction substantially perpendicular to the radial Axis of the wing 16 runs.
Die Nabe 28 und die Tragwelle 30 sind so ausgebildet, daß sie eine drehbare Kupplung darstellen, über welche Kraftstoff von einem Zuleitungsrohr 36 aus zugeführt wird, welches durch das Innere der Tragwelle 30 zu Kraftstoffleitungen 38 geleitet wird,welche durch das Innere der Flügel 16 nach außen verlaufen und mit den Strahltriebwerken 34 verbunden sind. Diese drehbare Kupplunge weist in der Tragwelle 30 eine ümfangsnut 44 mit einer Anzahl Auslässen auf, welche in Fluidverbindung mit dem ZuIeitungsrohr 36 stehen, das entlang des Umfangs der Nut angeordnet ist. Die Nabe 28 weist eine Anzahl am Umfang angeordneter Sammeleinlässe bei der Nut 44 auf, so daß während einer Drehbewegung Kraftstoff von den Nutauslässen an die Nabeneinlässe abgegeben und dadurch in die Kraftstoffleitungen 38 geleitet wird. In ähnlicher Weise wird eine verdampfbare Flüssigkeit von einer Flüssigkeitzufuhrleitung 50 aus durch eine zweite Drehkupplung an Fluidleitungen 52 abgegeben, die über das Innere der Flügel 16 geleitet sind, um diese Flüssigkeit an eine den Schub verstärkende Einrichtung zuzuführen, welche im einzelnen noch beschrieben wird.The hub 28 and the support shaft 30 are designed so that they represent a rotatable coupling through which fuel from a feed pipe 36 is fed, which passes through the interior of the support shaft 30 to fuel lines 38 which extend outwardly through the interior of the blades 16 and are connected to the jet engines 34. These rotatable coupling has in the support shaft 30 a circumferential groove 44 with a number of outlets which are in fluid communication stand with the supply pipe 36, which runs along the circumference the groove is arranged. The hub 28 has a number of circumferentially arranged collection inlets at the groove 44, so that during a rotary movement, fuel is delivered from the groove outlets to the hub inlets and thereby into the fuel lines 38 is directed. Similarly, a vaporizable liquid is supplied from a liquid supply line 50 from delivered through a second rotary coupling to fluid lines 52 which are routed over the interior of the blades 16 to to supply this liquid to a device which increases the thrust and which will be described in detail later.
Die Nabe 28 und die Welle 30 werden auch dazu verwendet, um elektrische Energie in Form von Gleichstrom von einer stationären auf der Tragwelle 30 angebrachten Spannungsquelle 54 den sich drehenen Flügeln 16 zuzuführen. Die drehbare Kontakteinrichtung zum Zuführen von Gleichstrom weist eien Kontaktring 56 auf, welcher in einer isolierten Nut. 58 eingebettet ist, welche am Umfang um die Welle 30 herum verläuft. Der Strom wird durch Bürsten 60 abgenommen, die an jedean Flügel 16 angebracht sind, und welche ständig an dem Ring 56 anlie-The hub 28 and the shaft 30 are also used to collect electrical energy in the form of direct current from a stationary one to supply voltage source 54 mounted on support shaft 30 to rotating blades 16. The rotatable contact device for supplying direct current has a contact ring 56 which is in an insulated groove. 58 embedded which runs circumferentially around the shaft 30. Power is drawn by brushes 60 attached to each wing 16 are attached, and which are constantly attached to the ring 56
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gen, wenn sich die Flügel 16 drehen. Der Strom von der äußeren Energiequelle 54 wird dazu benutzt, um die Feldpole zu magnetisieren (d.h. um den Erregungsstrom zuzuführen). Zum anderen wird durch den Strom elektrische Energie den Strahltriebwerken 34 während der Anlaufperiode zugeführt und mit dem Strom wird auch die Steuereinrichtung für die Flügellage versorgt, was nachstehend noch beschrieben wird«gen when the blades 16 rotate. The stream from the outer Energy source 54 is used to generate the field poles magnetize (i.e. to supply the excitation current). To the others are supplied with electrical energy by the current to the jet engines 34 during the start-up period and with the power is also supplied to the control device for the wing position, which will be described below «
Die Flügel 16 werden in der Ruhestellung durch eine Rollenanordnung getragen, die im allgemeinen ein Paar Räder 62 aufweist, die an dem unteren Ende von Tragteilen 64 angebracht sind, welche vertikal nach unten von einer Seite jedes Flügels 16 an einer zwischen dem Stator 12 und dem äußeren Ende der Flügel 16 liegenden Stelle vorstehen. Bei einer Drehung der Flügel laufen die Räder 62 innerhalb der Grenzen einer kreis- oder ringförmigen Bahn 66 ,die einen Querschnitt in Form eines Doppel-T-Trägers aufweist, wie in Fig.3 dargestellt ist. Insbesondere begrenzt eine untere Fläche 68 die Räder 62 in einer unteren Lage, beispielsweise wenn sich die Flügel 16 in der Ruhestellung befinden. Die obere Fläche 70 der ringförmigen Bahn 66 legt eine obere Grenzstellung der Höhenlage der Flügel 16 fest, so daß, sollten die Flügel 16 während einer Drehbewegung weit genug angehoben werden, die Räder 62 an der Fläche 70 anliegen und eine weitere Aufwärtsbewegung der Flügel 16 verhindern.The wings 16 are in the rest position by a roller arrangement which generally includes a pair of wheels 62 attached to the lower end of support members 64 extending vertically downward from one side of each vane 16 at one between the stator 12 and the outer end the wing 16 protrude lying point. When the blades rotate, the wheels 62 run within the limits of a circular or ring-shaped path 66, which has a cross-section in the form of a double-T-beam, as shown in Figure 3 is. In particular, a lower surface 68 limits the wheels 62 in a lower position, for example when the Wing 16 are in the rest position. The upper surface 70 of the annular track 66 defines an upper limit position of the Height of the wings 16 fixed, so that the wings 16 should be raised enough during a rotary movement that Wheels 62 rest on surface 70 and move further upward the wing 16 prevent.
Um eine vertikale Lage der Flügel zwischen den oberen und unteren Grenzstellungen zu erhalten oder zu steuern, die durch die Bahn 66 und die Räder 62 festgelegt sind, ist jeder Flügel 16 mit einem Querruder 72 und mit einer Steuereinrichtung zum Betätigen der Querruder 72 versehen, um die Höhenlage bzw. die Höhe der Flügel 16 während einer Drehbewegung zu steuern. Die Querruder 72 sind in derselben Weise ausgeführt wie Querruder von herkömmlichen Starrflüglern und haben die Aufgabe, die Auftriebeigenschaft der Flügel 16 zu ändern. Die Steuereinrichtung für die Querruder, welche eine herkömmliche Lagenfühleinrichtung 74 sein kann, spricht aufTo maintain or control a vertical position of the wings between the upper and lower limit positions defined by track 66 and wheels 62, each wing 16 is provided with an aileron 72 and with a control device provided for actuating the ailerons 72 to adjust the altitude or the height of the wings 16 during a rotary movement to control. The ailerons 72 are designed in the same manner as the ailerons of conventional fixed-wing aircraft and have the task of increasing the buoyancy of the wings 16 change. The control device for the ailerons, which can be a conventional position sensing device 74, responds
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die Winkelstellung der Flügel 16 bezüglich der Horizontalebene an. Insbesondere wird eine Flügelveränderung um die Horizontalebene dadurch bewirkt, daß die Steuereinrichtung 74 einen Steuermotor 76 betätigt, welcher an das Höhenruder 72 angekuppelt wird ,um dessen Stellung zu ändern und um den Flügelauftriebswinkel zu korrigieren.the angular position of the wings 16 with respect to the horizontal plane. In particular, a wing change around the The effect of the horizontal plane is that the control device 74 actuates a control motor 76 which is connected to the elevator 72 is coupled to change its position and to correct the wing lift angle.
Wie vorstehend bereits angeführt, sind die Antriebseinrichtungen zum Drehen der Flügel vorzugsweise Strahltriebwerke 34, die am Ende jedes Flügels 16 angebracht sind; die Triebwerke 34 erhalten den Kraftstoff über die Kraftstoffleitungen 38. Um den Wirkungsgrad der Strahltriebwerke 34 weiter zu verbessern, kann jedes der Triebwerke mit einer den Schub verstärkenden Einrichtung ausgestattet werden, die eine Einrichtung zum sehr schnellen Verdampfen einer Flüssigkeit aufweist, welche zugeführt wird. Wie in Fig.4 dargestellt ist, weisen derartige den Schub verstärkende Einrichtungen eine konische Kammer 80 auf, welche in. dem Triebwerk und bei dessen Austrittsseite angebracht ist. Wie in Fig.4 dargestellt, weist die Kammer 80 ein geschlossenes spitz zulaufendes Ende 82, das der Einlaßseite des Triebwerks 24 gegenüberliegt, und eine teilweise geschlossene Endfläche 84 auf, die in Richtung des Triebwerkaustritts weist.As already stated above, the drive devices for rotating the blades are preferably jet engines 34 attached to the end of each wing 16; the engines 34 receive the fuel through the fuel lines 38. In order to further improve the efficiency of the jet engines 34, each of the engines can be equipped with a device which increases the thrust, which is a device for very rapid evaporation of a liquid which is supplied. As shown in Figure 4, Such thrust-increasing devices include a conical chamber 80, which in and the engine Exit side is attached. As shown in Figure 4, the chamber 80 has a closed tapered end 82, which is opposite the inlet side of the engine 24, and a partially closed end surface 84, which in the direction of of the engine outlet.
Die konische Kammer 80 ist im Inneren des Triebwerks 34 mittels vier am Umfang in Abstand voneinander angeordneter Rohre 86 getragen, die zwischen der Wandung der Kammer 80 und dem Triebwerksmantel 88 verlaufen. Diese Rohre schaffen einen Durchlaß für die Flüssigkeit, die von der Fluidleitung 52 durch den Triebwerksmantel 88 zu der konischen Kammer 80 fließt. Die der konischen Kammer 80 zugeführte Flüssigkeit wird durch die intensive Wärme verdampft, welcher die Kammer in der Austrittsbahn des Triebwerks 34 ausgesetzt ist. Um die Verdampfung der Flüssigkeit in den Kammern 80 weiter zu erhöhen, kann jede Kammer mit einer Heizspirale 90 versehen sein, die im Inneren der Kammer 80 an dem geschlossenen Ende 82 angeordnet ist. Diese Heizschlange wird durch überThe conical chamber 80 is inside the engine 34 by means of four circumferentially spaced tubes 86 carried, which run between the wall of the chamber 80 and the engine casing 88. These pipes create you Passage for the liquid flowing from the fluid line 52 through the engine shroud 88 to the conical chamber 80 flows. The liquid supplied to the conical chamber 80 is vaporized by the intense heat which the chamber emits is exposed in the exit path of the engine 34. To continue the evaporation of the liquid in the chambers 80 To increase, each chamber can be provided with a heating coil 90, which is inside the chamber 80 at the closed End 82 is arranged. This heating coil is through over
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die Bürsten 60 zugeführtenStrom erhitzt. Gase, die in der Kanuner 80 erzeugt wetden, werden durch die mittlere Öffnung 92 in der Endfläche 84 so ausgestoßen, daß die aus der Kammer 80 austretenden Gase im wesentlichen in dieselbe Richtung strömen wie der schuberzeugende Luftstrom, der von dem Triebwerk 34 geliefert wird.the current supplied to the brushes 60 is heated. Gases in the Kanuner 80 generated wetden are through the middle opening 92 in end face 84 so that the gases exiting chamber 80 are in substantially the same direction flow like the thrust-generating airflow that comes from the Engine 34 is delivered.
Nunmehr wird die Arbeitsweise des mit Strahltriebwerken versehenen Generators beschrieben; die Strahltriebwerke 34 erzeugen einen Schub, um die Flügel 16 in eine schnelle Drehbewegung um die Welle 30 zu versetzen. Wenn die Feldpole 22 an dem Rotor sich an den Statorwicklungen 20 vorbeidrehen, wird elektrische Energie in Form von Wechselstrom in den Statorwicklungen 20 induziert und an einen Ausgangsanschluß für eine Verteilung über ein herkömmliches Verteilungssystem abgegeben.The operation of the jet engine will now be described Generator described; the jet engines 34 generate thrust to set the blades 16 in rapid rotation about the shaft 30. When the field poles 22 on the rotor rotate past the stator windings 20, electrical energy in the form of alternating current is fed into the Stator windings 20 are induced and connected to an output port for distribution through a conventional distribution system submitted.
Der elektrische Ausgang des Generators 20 kann innerhalb eines großen Leistungsbereichs geändert werden, indem die Drehzahl der Flügel 16 geändert wird und eine entsprechende Frequenzänderung am Statorausgang durchgeführt wird, um einen Ausgang mit 60 bzw. 50 Hz oder gegebenenfalls auch einer anderen gewünschten Signalfrequenz zu erzeugen. Diese Leistungsänderungen können dadurch geschaffen werden, daß der Generator durch Steuern des Schubs der Strahltriebwerke im wesentlichen mit demselben Wirkungsgrad arbeitet, indem die Drehzahl der Rotor-Feldpole 22 bezüglich der Statorwicklungen 30 entsprechend eingestellt wird.The electrical output of the generator 20 can be varied within a wide range of performance by the Speed of the blades 16 is changed and a corresponding change in frequency is carried out at the stator output to a To generate an output with 60 or 50 Hz or, if necessary, another desired signal frequency. These changes in performance can be created by the generator by controlling the thrust of the jet engines works with essentially the same efficiency as the speed of rotation the rotor field poles 22 is adjusted accordingly with respect to the stator windings 30.
Während der Drehung wirkt normalerweise ein ausreichender Auftrieb auf die Flügel 16, um sie aus der unteren Grenzstellung anzuheben, in welcher die Räder 62 auf der unteren Fläche 68 der ringförmigen Bahn 66 laufen. Ein derartiger Auftrieb ist erwünscht, damit die Reibung zwischen der Nabe 28 und der Welle 30 geringer;/wirid und eine Reibung zwischen den Rädern 6 2 und der Bahn 66 entfällt. Während des Betriebs des Genera-There is usually sufficient buoyancy during the turn on the wings 16 to raise them from the lower limit position in which the wheels 62 on the lower surface 68 the annular track 66 run. Such buoyancy is desirable so that the friction between the hub 28 and the Shaft 30 lower; / wirid and a friction between the wheels 6 2 and track 66 is omitted. During the operation of the generator
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tors 10 mit verschiedenen Drehzahlen dienen die Querruder und die ihnen zugeordneten Steuereinrichtungen zum Steuern der Höhenlage der Flügel 16, so daß die Räder 62 weder an der unteren Fläche 68 noch an der oberen Fläche 70 der Bahn 66 anliegen. Die obere Fläche 70 begrenzt den Flügelauftrieb auf · eine vorbestimmte obere Stellung für den Fall, daß die Querruder 72 ausfallen, um den Flügelauftrieb wirksam zu steuern.tors 10 with different speeds are used to control the ailerons and their associated control devices Elevation of the wings 16 so that the wheels 62 do not rest against either the lower surface 68 or the upper surface 70 of the track 66. The upper surface 70 limits the wing lift to a predetermined upper position in the event that the ailerons 72 fail to effectively control wing lift.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist schematisch in Fig.5 und 6 dargestellt. Obwohl es eine einfache Ausführungsform ist, weist sie in abgeänderter Form alle Merkmale des vorstehend beschriebenen Generators 10 auf.Another embodiment of the invention is shown schematically in FIGS. Although it is a simple embodiment, it has, in modified form, all of the features of the generator 10 described above.
Der Generator in Fig.5 und 6 weist acht radial verlaufende Flügel 100 mit zwei oberen und zwei unteren Strahltriebwerken 102 und 104 auf, die jeweils am Ende jedes Flügels 100 angebracht sind. Jedes Strahltriebwerk 101 und 102 weist vorzugsweise schubverstärkende Einrichtungen der vorbeschriebenen Art auf. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig.5 und 6 dargestellt ist, bei welcher eine verhältnismäßig große Anzahl von Strahltriebwerken verwendet ist, werden die Schubverstärker vorzugsweise bei einem nicht dargestellten Bordrechnersystern verwendet, welches zuerst die elektrische Erhitzung der Heizspiralen 90 anzeigt, und wenn die Spulen auf die richtige Temperatur erwärmt worden sind, leitet es die Zuführung von Fluid in die Schubverstärkerkammern ein und steuert den Fluidstrom, um den Wirkungsgrad der Schubverstärker auf ein Maximum zu bringen. Vorzugsweise werden die vier Schubverstärker, die den Triebwerk 102 und 104 jedes Flügels 100 zugeordnet sind, durch einen derartigen Bordrechner nacheinander betrieben.The generator in Fig.5 and 6 has eight radially extending Wing 100 with two upper and two lower jet engines 102 and 104, each attached to the end of each wing 100 are. Each jet engine 101 and 102 preferably has thrust-boosting devices of the type described above Kind on. In an embodiment of the invention, as shown in Fig.5 and 6, in which a relatively large number of jet engines is used, the thrust boosters are preferably used in a not shown On-board computer system used, which first indicates the electrical heating of the heating coils 90, and when the coils have been heated to the correct temperature, it initiates the supply of fluid to the booster chambers and controls the flow of fluid to increase the efficiency of the boosters to bring it to the maximum. Preferably, the four boosters that power the engines 102 and 104 of each wing 100 are assigned, operated one after the other by such an on-board computer.
Die Ausführungsform der Fig.5 und 6 weist ferner eine Außenwandung 110 auf, welche vertikal nach oben von der tragenden Fläche 18 vorsteht und die Bahn koaxial umgibt, welcher die äußeren Enden der Flügel 100 folgen, um während eines hochtourigen Generatorbetriebs eine Tornado-Zyklonbildung zuThe embodiment of Figures 5 and 6 also has an outer wall 110 on which vertically upwards from the load-bearing Surface 18 protrudes and coaxially surrounds the path which the outer ends of the blades 100 follow to during a high rev Generator operation leads to a tornado cyclone formation
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steuern. Die Außenwandung 110 weist eine Reihe von Lüftungsöffnungen 112 auf, welche in Abständen voneinander entlang des unteren Teils der Wandung 110 angeordnet sind. Die Lüftungen 112 weisen Klappen oder andere Einrichtungen zum Steuern des Volumens und der Geschwindigkeit der Luft auf, welche die Lüftungsöffnungen 112 passiert (wie durch Pfeile 114 inFig.6 dargestellt ist), um die entsprechende Ansaugluft für die Triebwerke 102 und 104 zu liefern.steer. The outer wall 110 has a series of ventilation openings 112 which are spaced apart from one another of the lower part of the wall 110 are arranged. The vents 112 have flaps or other devices for Controlling the volume and velocity of the air which passes through the vents 112 (as indicated by arrows 114 in Fig. 6) in order to supply the corresponding intake air for the engines 102 and 104.
Bei einer weiteren in Fig.7 bis 9 dargestellten Ausführungsform ist die äußere Wandung 110 in den Fig.5 und 6 durch eine Konstruktion ersetzt, welche einen zweiten elektrischen Generator darstellt, um dadurch die elektrische Energie zu erhöhen, die mittels der Erfindung erzeugt wird. Insbesondere weist die Ausführungsform der Fig.7 und 8 eine nach oben vorstehende, ringförmige Fundamentwand 120 auf, welche koaxial einen elektrischen Generator der vorbeschriebenen Art mit vier Flügeln 120 umgibt, welche senkrecht zueinander angeordnet sind und von der drehbaren Nabe 28 sowie der Welle 30 radial nach außen vorstehen. Ein Strahltriebwerk 124 ist am äußeren Ende jedes Flügels 122 angebracht, um die Flügel 122 in der vorstehend beschriebenen Weise anzutreiben. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist ein erster elektrischer Generator durch einen ringförmigen Rotor 14, der sich mit den Flügeln 102 dreht, und durch einen feststehenden Stator 12 gebildet, der den Rotor am Umfang umgibt. Ferner werden, wie vorstehend ebenfalls bereits beschrieben. Querruder 72 verwendet, um die Flügellage während des Betriebs des elektrischen Generators so zu halten, daß die Räder 62 weder die oberen noch die unteren Flächen der ringförmigen Bahn 66 berühren. Bei der Ausführungsform der Fig.7 und 8 weist die obere Fläche 126 der Fundamentwand 120 einen nach unten verlaufenden Einschnitt oder eine ringförmige Nut 127 auf, welche ein drehbares Ringteil 128 enthält. Durch Vorsehen von Lagern 130 ,die in Abständen voneinander entlang der Seitenwände des Ringteils 128 angeordnet sind, und durch Lager 132, die zwischen dem unteren Ende des Ringteils 128 undIn a further embodiment shown in FIGS. 7 to 9, the outer wall 110 in FIGS. 5 and 6 is through replaces a structure representing a second electrical generator to thereby generate electrical energy increase generated by the invention. In particular, the embodiment of FIGS. 7 and 8 has an upwardly projecting, annular foundation wall 120, which coaxially with an electrical generator of the type described above surrounds four blades 120, which are arranged perpendicular to one another and from the rotatable hub 28 and the shaft 30 protrude radially outward. A jet engine 124 is attached to the outer end of each wing 122, around the wings 122 drive in the manner described above. As with the previously described embodiments, there is a first electric generator by an annular rotor 14, which rotates with the blades 102, and by a stationary one Stator 12 is formed, which surrounds the rotor on the periphery. Furthermore, as already described above. Ailerons 72 are used to keep the wing attitude during operation of the electrical generator so that the wheels 62 do not touch either the upper or lower surfaces of the annular track 66. In the embodiment of Figure 7 and 8, the top surface 126 of the foundation wall 120 has a downwardly extending indentation or annular groove 127 which includes a rotatable ring member 128. By providing bearings 130 spaced from one another along the Side walls of the ring part 128 are arranged, and by bearings 132 which are between the lower end of the ring part 128 and
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dem unteren Ende der Nut 126 angeordnet sind, kann das Ringteil 128 frei in der Nut 126 gleiten. Eine Anzahl rechteckiger Windflügel 124 verlaufen von der oberen Fläche des Ringteils 128 aus vertikal nach oben und sind an Tragstäben angebracht, die entlang des Umfangs in Abständen voneinander an der oberen Fläche des Ringteils 128 angeordnet sind. Die ebenen Flächen der Windflügel 134 sind bezüglich des Auftreffens des Luftstroms ausgerichtet, der durch den Betrieb der Strahltriebwerke 124 und durch die Drehbewegung der Flügel 122 erzeugt wird. Ferner können die ebenen Flächen der Windflügel 134 entweder verhältnismäßig flach und eben oder erforderlichenfalls profiliert sein, um eine maxiamle Kraft an den Windflügeln zu schaffen.the lower end of the groove 126 are arranged, the ring member 128 can slide freely in the groove 126. A number of rectangular ones Wind blades 124 extend vertically upward from the upper surface of the ring part 128 and are attached to support rods, those along the circumference at a distance from each other at the top Surface of the ring part 128 are arranged. The flat surfaces the wind vane 134 are relative to the impact of the airflow aligned, which is generated by the operation of the jet engines 124 and by the rotational movement of the blades 122 will. Further, the flat surfaces of the wind blades 134 can either be relatively flat and level or if necessary be profiled to create a maximum force on the wind blades.
Um elektrische Energie zu liefern, weist der zweite elektrische Generator einen ringförmigen Stator 138 auf, der entlang des oberen Randes der Fundamentwand 120 mittels einer Anzahl am Umfang in Abständen voneinander angeordneter Tragarme 140 gehaltert ist, die den Stator 138 etwas über der oberen Fläche 126 der Wand 120 in eine vorgegebene Lage bringen. Ein ringförmiger Rotor 142 ist an den die Windflügel tragenden Stäben in einem bestimmten Abstand von der Außenfläche des Stators angeordnet. Der Stator 138 und der Rotor 142 sind genauso ausgebildet wie der Stator 12 und der Rotor 14 der vorbeschriebenen Ausführung^formen in Fig.1 bis 6; sie weisen eine Anzahl herkömmlicher Wicklungen, welche die Feldpole des Rotors bilden, und die Wicklungen des Stators auf. Wie bei den Ausführungsformen in Fig.1 bis 6 wird elektrische Energie in Form von Gleichstrom dem Rotor 142 von einer in dem Ringteil 120 angeordneten Spannungsquelle zugeführt oder elektrische Energie kann in ähnlicher Weise, wie anhand von Fig.1 beschrieben, von einer außerhalb des Ringteils 128 vorgesehenen Quelle über eine Schleifring- und Bürstenanordnung in der ringförmigen Nut 126 zugeführt werden. Für eine angemessene Luftzufuhr zu den Triebwerken 124 weist die Wand 120 eine Reihe von LufteinlaBkanälen 144 auf, die am Umfang entlang des unteren Teils der Wandung 120 in bestimmten Abständen voneinander angeordnet sind. Erfor-In order to provide electrical energy, the second electrical generator has an annular stator 138 which runs along it of the upper edge of the foundation wall 120 by means of a number of support arms 140 arranged at a distance from one another on the circumference is supported, which the stator 138 slightly above the upper surface 126 bring the wall 120 into a predetermined position. An annular rotor 142 is on the bars supporting the wind blades arranged at a certain distance from the outer surface of the stator. The stator 138 and the rotor 142 are designed in the same way as the stator 12 and the rotor 14 of the above-described embodiment ^ shape in Figure 1 to 6; they indicate a number conventional windings, which form the field poles of the rotor, and the windings of the stator. As with the embodiments In FIGS. 1 to 6, electrical energy in the form of direct current is supplied to the rotor 142 by a device arranged in the ring part 120 A voltage source is supplied or electrical energy can be supplied in a similar manner to that described with reference to FIG a source provided outside of the ring part 128 via a slip ring and brush arrangement in the annular groove 126 are fed. The wall 120 has a series of air intake ducts for adequate air supply to the engines 124 144, which are arranged on the circumference along the lower part of the wall 120 at certain distances from one another. Required
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derlichenfalls oder notwendigerweise können die Lufteinlaßkanäle 144 Klappen oder andere Steuereinrichtungen aufweisen, damit die Luftmenge gesteuert werden kann, die zu den Strahltriebwerken 124 und den Flügeln 122 nach innen strömt.if necessary or necessary, the air inlet ducts 144 have flaps or other controls to control the amount of air going to the jet engines 124 and the blades 122 flows inward.
Beim Betrieb werden die Flügel 122 durch die Strahltriebwerke 124 um die Welle 30 gedreht, so daß Wechselstrom in dem Stator 12 in der vorbeschriebenen Weise induziert wird. Gleichzeitig prallen oder treffen der von den Strahltriebwerken austretende Luftstrom und der an den Flügeln 122 entlangstreifende Luftstrom auf die nach oben vorstehenden Windflügel 134, wodurch das Ringteil 128 in der ringförmigen 126 in einer Richtung gedreht wird, die der Drehrichtung der Flügel 122 entgegengesetzt ist. Wenn sich das Ringteil 128 dreht und den Rotor 142 um den feststehenden Stator 138 bewegt, wird Wechselstrom in den Statorwicklungen induziert, welche mit einem Ausgangsanschluß und einem herkömmlichen Energieverteilungssystem verbunden sind. Wie bei dem elektrischen Generator,, der den Stator 12 und den Rotor 14 aufweist, wird die Frequenz der erzeugten elektrischen Energie durch die Anzahl der Feldpole und der Statorwicklungen sowie durch die Drehzahl des Rotors festgelegt. In den Fällen, wo eine bestimmte Frequenz gewünscht wird (d.h. üblicherweise elektrische Energie mit 50 oder 60 Hz) kann das Energieverteilungssystem eine herkömmliche Einrichtung zur Frequenzänderung aufweisen, oder die Fundamentwand 120 und das Ringteil 128 können mit einer konstanten Drehzahl gedreht werden.In operation, the blades 122 are rotated about the shaft 30 by the jet engines 124 so that alternating current is applied to the stator 12 is induced in the manner described above. At the same time bounce or hit the emerging from the jet engines Airflow and the airflow sweeping along the blades 122 on the upwardly protruding wind blades 134, whereby the ring member 128 rotated in the annular 126 in one direction which is opposite to the direction of rotation of the blades 122. When the ring member 128 rotates and the rotor 142 around the stationary stator 138 is moved, alternating current is induced in the stator windings, which have an output terminal and connected to a conventional power distribution system. As with the electrical generator, which includes the stator 12 and the Rotor 14 has, the frequency of the generated electrical energy is determined by the number of field poles and the stator windings as well as determined by the speed of the rotor. In those cases where a particular frequency is desired (i.e. usually electrical energy with 50 or 60 Hz), the energy distribution system can be a conventional device for frequency change or the foundation wall 120 and the ring member 128 can be rotated at a constant speed.
Mit der Erfindung kann somit Energie eingespart werden. Da zum einen die Strahltriebwerke weit außerhalb der Drehachse des Generators angeordnet sind, ist die Hebelwirkung der Flügel auf ein Maximum gebracht. Da zum anderen den Flügeln ein Auftrieb erteilt wird, ist der Reibungswiderstand zwischen der Nabe 28 und der Tragwelle 30 auf ein Minimum herabgesetzt. Ferner ist durch die Schubverstärker in jedem Strahltriebwerk der Wirkungsgrad der Triebwerke erhöht. Schließlich ist durch die Verwendung des zweiten elektrischen Generators, der anhand derAusführungsformen in den Fig.7 und 8 beschrieben worden ist, dieEnergy can thus be saved with the invention. On the one hand, because the jet engines are far outside the axis of rotation of the Generators are arranged, the leverage of the wings is brought to a maximum. Since, on the other hand, the wings are given a lift, the frictional resistance between the hub 28 and the support shaft 30 is reduced to a minimum. Further the thrust booster in each jet engine increases the efficiency of the engines. Finally, through the use of the second electrical generator based on the embodiments has been described in Figures 7 and 8, the
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Kraft der Luft/ die von den Strahltriebwerken und den Flügeln wegströmt, dazu verwendet, um zusätzliche elektrische Energie zu erzeugen, um dadurch den Gesamtwirkungsgrad der Erfindung zu erhöhen.Force of the air / that of the jet engines and the wings flows away, used to generate additional electrical energy, thereby increasing the overall efficiency of the invention to increase.
Ende der Beschreibung End of description
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